As técnicas de monitorização utilizadas dependem das características das redes e serviços. Uma possibilidade para estimar o desempenho e detectar falhas na rede consiste na utilização de ’pontas de prova’. Estes mecanismos podem funcionar como elementos dinâmicos ou estáticos caso giram ou não tráfego destinado à obtenção de medidas de desempenho. Utilizando elementos activos é possível efectuar medições de uma forma mais controlada e replicável mesmo quando não existe tráfego real na rede. Apesar dos elementos passivos serem por vezes um pouco mais limitados, devido ao facto de apenas utilizarem o tráfego existente para efectuar a análise de qualidade, podem ser aplicados a um maior número de situações incluindo casos limite em que a quantidade de tráfego existente impossibilita a introdução de elementos activos.
A estimativa da QoS e QoE não é um processo estático. A existência de diferentes tipos de serviços e aplicações que apresentam diferentes requisitos em termos de atrasos e perdas, faz com que seja necessário ajustar o procedimento de estimativa da qualidade de modo a dar maior ou menor importância a cada uma dessas componentes de forma a retratar correctamente a QoE percebida pelo utilizador final.
A recomendação G.1010 ([29]) define um modelo para as categorias de QoS multimédia sob o ponto de vista do utilizador final que deve ser tido em conta sempre que seja necessário definir diferentes classes de QoS. Essas categorias, que permitem determinar a tolerância de
diferentes tipos de serviço à perda de informação e ao atraso, encontram-se representadas na figura 6.
Figura 6 - Modelo para as categorias de QoS multimédia (1)
De acordo com o modelo definido é possível verificar que as aplicações em tempo real são extremamente dependentes do atraso. Apesar de necessitar de elevados requisitos em termos de atraso, este tipo de serviço é capaz de suportar taxas de perdas moderadas sem que a qualidade seja muito afectada. Isto resulta do facto do ouvido humano ser tolerante a um determinado grau de distorção do sinal. Por vezes, em transmissões IP, a qualidade deste tipo de serviço fica aquém do esperado. Algumas das causas mais comuns são a utilização de baixas taxas de transmissão e codecs inadequados tendo em conta as condições da rede.
É mais fácil fornecer uma melhor qualidade a serviços de streaming do que a serviços de conversação em tempo real, dado que os primeiros permitem o armazenamento temporário dos dados para transmissão. Os serviços de streaming são menos exigentes no que respeita ao atraso, que não se revela tão problemático como no caso dos serviços em tempo real.
Para os serviços de transferência de dados, sob o ponto de vista do utilizador final, é importante garantir uma taxa de perdas tão baixa quanto possível (idealmente zero). Em termos de atraso é possível verificar através da análise do modelo apresentado que a importância deste factor varía conforme o tipo de transferência de dados. Enquanto que transferências de informação relacionadas com serviços de telnet e HTTP (HyperText Transfer Protocol) requerem geralmente valores baixos para o atraso, o mesmo já não se verifica para outro tipo de serviços como o FTP (File Transfer Protocol).
Uma representação alternativa do mesmo modelo encontra-se na figura 7. Conversação Voz / Video Comandos de Controlo e Operação (Ex. Telnet) Transacções
(Ex. E-mail) Downloads (Ex. FTP) Background Streaming Áudio / Vídeo Fax Mensagens Voz / Vídeo Tolerante a Perdas Intolerante a Perdas << 1s ~2s ~10s >>10s Atraso
Figura 7 - Modelo para as categorias de QoS multimédia (2)
Para além da determinação do peso de cada um dos factores perdas e atraso, é igualmente importante analisar quais os valores recomendados para cada um destes factores para os diferentes tipos de serviço.
Utilizando a mesma recomendação G.1010 foi possível reunir alguns valores de referência para caracterizar as condições ideais para cada um dos principais tipos de serviço.
Os valores sugeridos encontram-se presentes nas tabelas 1 e 2. Tipo de
Serviço Taxa de transferência (típica) (recomendado)Atraso
Variação do atraso (recomendado) Perdas (recomendado) <150 ms ideal
4 - 64 kbit/s (audio) <400 ms limite < 1ms <3% PLR <150 ms ideal
Comunicação
tempo real 16 - 384 kbit/s (video)
<400 ms limite NA <1% PLR 16 - 128 kbit/s (audio) <10 s << 1ms <1% PLR Streaming
16 - 384 kbit/s (video) <10 s NA <1% PLR Tabela 1 - Valores recomendados para diferentes tipos de serviço (1)
Tipo de Serviço Quantidade de informação (típica) Atraso (recomendado) Variação do atraso (recomendado) Perdas (recomendado) ~ 10KB
(Web-Browsing) < 4s/pág aceitável< 2s/pág ideal NA Zero < 1KB (telnet) (Jogos interactivos) <200 ms NA Zero <15 s ideal Dados 10KB - 10MB
(Bulk data transfer) <60 s aceitável NA Zero Tabela 2 - Valores recomendados para diferentes tipos de serviço (2)
Conversação Voz / Video Comandos de Controlo e Operação (Ex. Telnet) Transacções
(Ex. E-mail) Downloads (Ex. FTP) Background
Streaming Audio / Vídeo Fax Mensagens Voz / Video Perdas de pacotes Atraso 100ms | 10ms | 10s | 100s |
Com base nos resultados de experiências apresentadas por membros do DSL forum ([30]) em [31], efectuadas com o objectivo de determinar os níveis mínimos de QoE recomendados para aplicações triple-play fornecidas através de uma infra-estrutura broadband, foi possível analisar os valores sugeridos pela recomendação G.1010.
Para a obtenção dos requisitos em termos de QoE para os diferentes tipos de serviço, foram utilizadas:
• Técnicas de análise subjectivas baseadas na opinião dos utilizadores acerca da qualidade áudio/vídeo.
• Técnicas de análise objectivas, das quais fazem parte técnicas baseadas em: Modelos de percepção humana da qualidade;
Parâmetros de sinal vídeo;
Parâmetros indicadores de problemas na rede.
Para os serviços de comunicação em tempo real e streaming, os valores recomendados estão, em termos relativos, de acordo com o tipo de serviço ao qual estão associados. Os serviços de streaming apresentam maior tolerância em atraso mas são geralmente mais limitativos em termos de perdas quando comparados com os serviços de comunicação em tempo real.
Em termos absolutos, as experiências referidas anteriormente não colocaram em causa os valores apresentados uma vez que, por exemplo no caso dos serviços de comunicação áudio em tempo real foi comprovado que perdas inferiores a 3%PLR e atrasos menores que 150ms não têm quaisquer impactos em termos de qualidade sob o ponto de vista do utilizador.
Relativamente aos serviços de dados, foi verificado que o grau de exactidão dos vários valores recomendados depende em grande parte, do tipo de serviço de dados considerado. Enquanto que os atrasos recomendados para web-browsing estão alinhados com os resultados apresentados pelo DSL forum, já os valores recomendados para os tempos associados a comandos de controlo e jogos interactivos são demasiado elevados. Outra limitação desta recomendação relativamente aos serviços de dados, reside no facto de não serem fornecidas quaisquer indicações relacionadas com o tempo de variação da resposta.
Apesar de algumas limitações terem sido detectadas, a recomendação G.1010 não deixa de constituir um importante ponto de partida para a definição dos objectivos de desempenho. O facto dos requisitos de qualidade para os diferentes tipos de serviço serem sucessivamente ajustados em resultado de análises de QoE cada vez mais detalhadas e exactas, faz com que se torne necessária uma revisão periódica dos vários modelos e considerações previamente efectuadas.